Сетки и тонкие пленки на основе функциональных карбосилановых дендримеров: строение и свойства

• Автор: Быстрова, Александра Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Дендримеры и сверхразвствленные полимеры.

1.2 Сетки на основе дендримеров.

1.2.1 Сверхсшитый полистирол.

1.2.2 Цеолиты

1.2.3 Получение сеток на основе дендримеров

1.2.4 О поверхности внутренней сферы дендримеров.

1.3 Дендримеры в качестве шаблонов

1.4 Монослои и тонкие пленки на основе дендримеров
1.4.1 Методы получения тонких пленок.
1.4.2 Монослои на основе дендримеров. Методы получения, исследования и оценки качества
1.4.3 Применение монослоев на основе дендримеров.
1.4.4 Мультислои на основе дендримеров.
1.5 Выводы из литературного обзора
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
II.1 Исходные вещества.
Н.2 Синтез сверхразветвленных полимеров, дендримеров, их производных и сеток на
их основе
Н.З Методы исследования.
III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
III. 1 Синтез функциональных производных карбосилановых дендримеров и
сверхразветвленных полимеров.
Ш.2 Синтез различных типов сеток на основе дендримеров и сверхразветвленных
полимеров.
Ш.2.1 Условные обозначения образцов сеток
Ш.2.2 Синтез сеток на основе алкоксисилильных производных карбосилановых
дендримеров
Ш.2.3 Синтез сеток на основе двух дендримеров различных генераций
1П.З Исследования полученных образцов сеток и сравнение их свойств.
Ш.3.1 Просвечивающая электронная микроскопия.
Ш.3.2 Элементный анализ
Ш.З.З Термогравиметрический анализ.
Ш.3.4 Определение степени набухания
III.3.5 Термогравиметрический анализ кинетики испарения растворителя из
пабухших гибридных сеток.
Ш.3.6 Определение удельной поверхности.
Ш.3.7 Малоугловое рентгеновское рассеяние.
1.4 Использование дендримеров в качестве шаблонов
Ш.5 Монослои на основе карбосилановых дендримеров
Ш.5.1 Получение монослоев адсорбцией дендримеров из раствора.
Ш.5.2 Получение слоев методом нанесения на вращающуюся подложку
Ш.5.3 Получение моно и мультислоев методом ЛенгмюраБлоджетт
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Несмотря на такое многообразие полученных дендримеров способы их получения сводятся практически к двум синтетическим схемам дивергентной и конвергентной . Существует также универсальная схема , сочетающая достоинства обеих вышеназванных схем. В рамках дивергентной схемы построение дендритных молекул осуществляют послойно от центра к периферии путем многократного повторения выбранной последовательности как минимум двух химических реакций. В результате образуется ряд индивидуальных дендримергомологов, называемых генерациями. Рис. Дивергентная схема синтеза дендримеров Как видно из рисунка 1, на первой стадии базовый реагент вида УХП присоединяется к разветвляющему центру Хт, при этом с X реагирует только функциональность У, а функциональность 1 не реагирует ни с X, ни с У, что позволяет достичь полной конверсии функциональностей X. На следующей стадии функциональности Ъ превращаются в X, таким образом, получается новый разветвляющий центр, имеющий шп функциональностей X. Далее описанные действия повторяются. Реализация данной схемы при соблюдении необходимых отмеченных выше условий дает возможность полностью контролировать рост макромолекул, наращивать макромолекулы строго послойно и останавливать их рост на заранее предусмотренной стадии. В силу того, что основной задачей исследования является рассмотрение сеток на основе дендримеров, в данном литературном обзоре не рассматриваются преимущества и недостатки различных схем и особенности строения различных дендримеров. Выбор карбосилановых дендримеров обусловлен также и тем, что именно среди карбосилановых систем существуют хорошо изученные ряды дендримеров и сверхразветвленных полимеров, полностью идентичных по своему химическому составу, что позволяет связать любое различение в свойствах сеток, полученных на их основе, с уровнем регулярности, реализуемым при формировании сетчатой структуры. Синтез дендримеров как дивергентным, так и конвергентным методами требует больших затрат труда и времени на проведение реакции, выделение и очистку полимера, что делает эти продукты достаточно дорогими и поэтому пригодными для применения в ограниченных количествах для исследовательских и специальных целей. В приложении к материаловедческим задачам широкое распространение получил метод получения полимеров сверхразветвленного строения в одну стадшо, теоретически предсказанный Флори ,. Данный метод позволяет получать сверхразветвленные полимеры быстро и в больших количествах. Необходимо иметь в виду, однако, что при этом теряются высокая регулярность и монодисперсность, присущие дендримерам. Необходимым условием для построения неопределенно большой, сильноразветвленной, несшитой полимерной молекулы является наличие мономера типа АВП, п2. При этом возможно образование полимера по реакции разноименных функциональных групп рис. Рис. А А
Воплощение в реальность данной схемы приводит к образованию полидисперсного полимера в одну стадию до исчерпания мономера, что упрощает синтез, но не дает возможности точного контроля процесса образования макромолекул. Таким образом, нерегулярные сверхразветвленные полимеры, получаемые одностадийным способом и обладающие многими важными свойствами дсндримсров, доступны и могут быть широко использованы для создания новых полимерных материалов. Одно из перспективных направлений химии дендримеров синтез сеток на их основе. Дендримеры ввиду своей высокой функциональности являются подходящими объектами для синтеза плотных сеток. Сферическая форма и фиксированный зависящий от номера генерации размер молекулярных глобул должны приводить к тому, что такие исходные объекты будут легко упорядочиваться и давать качественно новые трехмерные сетчатые материалы, обладающие необычными свойствами. Возможность тонкого регулирования параметров подобных систем за счет модификации структуры исходных дендримеров открывает широкие перспективы получения новых материалов, которые могли бы найти множество применений в современной науке и технике. Полимерные сетки представляют собой обширный класс высокомолекулярных соединений.